数字式智能电压表的
绵阳师范学院
本科生毕业设计(论文)
为防止文章剽窃，维护版权正当权益，特上传该文章。其他人所有均为侵权剽窃。本论文为毛老师写作文章，编号50% 1205-sh46146
题目数字式智能电压表
专业电气工程及其自动化
院部物理与电子工程学院
学号
姓名
指导教师
答辩时间二0一二年五月
数字式智能电压表的设计
学生
指导教师
摘要：随着电子科学技术的发展，电子测量的技术发展越来越广泛，对测量的精度和功能的要求也越来越高，而且在电压测量之中应用更加普遍，本课题的设计就是要改变传统电压表单一、精确度不高的缺点，设计了一种新型的电压表，可以实现测量交直流电压，自动转换量程、数字显示等功能，充分体现了数字式智能电压表的优越性、精确性与实用性。本设计以单片机为核心来控制电压表的操作，本课题主要用解决A/D转换、
删除部分
关键词：A/D；单片机；数字式；智能电压表；
Intelligent digital voltmeter design
Undergraduate：
Supervisor：
Abstract：With the development of electronic science and technology, electronic measurement become the e-worker must have the means, the measurement accuracy and functional requirements of increasingly high, while the voltage measurement is very strong, because the voltage measurement of the most common. This program is in order to change the single and not accurate of the traditional voltmeter ,This program design a new-model voltmeter, it can realize to measure in a large number of digital AC or DC voltage meter ,change the range automatic and shows digital and so on, It reflects superiority, accuracy, practical sufficiently of the intelligent
删除部分
Keywords： A/D; AT89S52; Digital; Intelligence Voltmeter
目录
1绪论 (1)
1.1数字式智能电压表概述 (1)
1.2本次设计数字电压表的组成原理： (1)
1.3硬件系统流程概述 (2)
1.4本次设计的研究方向 (2)
2硬件设计 (3)
2.1电源电路 (3)
2.2过压保护电路 (3)
2.3过零检测电路 (4)
2.3.1过零比较器 (4)
2.3.2过零检测电路原理图 (5)
2.4电压信号采样 (5)
2.4.1分压衰减电路 (5)
2.4.2直流电压测量部分 (6)
2.4.3交流电压测量部分 (6)
2.4.4自动量程接口切换电路 (8)
2.5 A/D转换电路 (11)
2.6单片机部分 (13)
2.7外围接口电路 (13)
2.7.1 LED液晶显示部分 (13)
2.7.2键盘与单片机的连接 (15)
3系统的软件设计 (15)
3.1单片机主程序流程框图 (15)
3.2定时器T0、TI 中断服务程序 (16)
3.3电压值计算子程序 (16)
3.4显示程序 (17)
参考文献 (18)
致谢 (19)
附录A：电路总图 (20)
附录B：元器件清单.......................................... 错误!未定义书签。附录C：程序清单............................................ 错误!未定义书签。
1绪论
1.1数字式智能电压表概述
传统的指针式刻度电压表功能单一，精度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需求。采用单片机的数字电压表，将连续的模拟量如直流电压转化成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而精度高、抗干扰
删除部分
换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域。显示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新的水平。因此对数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。
删除部分
数字化测量技术，把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。
1.2本次设计数字电压表的组成原理：
本设计是由AT89S52作为整个系统控制的核心，整个系统由输入电路、A/D 转换电路、电源电路、单片机AT89S52、键盘控制电路及LED显示电路六大部分组成。如图1-1所示：
删除部分
其中输入电路如图1-2所示：
图1-2 输入电路框图
整个系统由单片机AT89C51控制电压的输入与输出，模拟电压信号经过档位切换到不同的分压电路衰减后，自动选择量程后，若测量直流电压直接送到A/D 转换，若测量交流电压先把交流转换为直流后送到A/D转换电路进行A/D转换，然后送到单片机进行处理，处理后的数据送到LED中显示。量程的自动
删除部分
(1)盘控制电路及LED显示电路提供+5V的电源。
(2)过压保护电路：压敏电阻是一种新型过压保护元件，其电阻值可随端电压
的不同而变化，它可直接并在分压器前面，不需要加限流电阻。压敏电阻器的标称电压值应根据实际电路需要来确定。
(3)过零检测电路：用过零比较器来检测所测电压的信号。
(4)分压电路与自动量程选择电路：通过模拟开关自动调整量程并将被测电压
自动规范到A/D转换电路所要求的电压值。
删除部分
1.3硬件系统流程概述
被测模拟电压经过初始最高档位切换到最大分压电路衰减后，如果为交流电压先整流为直流，接着由运算放大器OP07进行放大后，再送给比较电路来判断量程是否合适并且选择合适的量程，然后将电压信号通过逐次逼近式A/D转换器的ADC0809型转化为相应的脉冲信号，脉冲信号经过隔离后由单片机在固定时间(100μs)内对脉冲信号进行计量，从而完成A/D转换的功能，最后由单片机对A/D转换的结果进行标度变换，得到被测电压数值(BCD码)，通过单片机驱动四个LED数码管显示结果。
1.4本次设计的研究方向
在设计该电压表的过程之中，在如何判断交直流电压并且如何让交直流自动选择各自运行的路线等方面，做出了深入研究。
删除部分
2硬件设计
2.1电源电路
由于单片机及所用的芯片均为±5V直流供电，经过变压器将其变为低压交流电压，低压电压经过桥式全波整流变成直流电压，再经过双T电容滤波加集成稳压芯片(7805和7905)最终变成稳定的±5V直流电压。本电路还设计电路保护和电源指示灯。在使用数字电压表测量开关电源电路中的电压时，经常会由
删除部分
图1-4电源电路原理图
2.2过压保护电路
本课程设计的数字电压表出于耐压和安全考虑，规定交直流最高电压量程为500V(有效值)。通常可以采用火花放电器或压敏电阻器作为过压保护。
压敏电阻器是电压灵敏电阻器VSR(Voltage-Sensitive Resistor)的简称，属于一种新型过压保护元件。压敏电阻器是由氧化锌(ZnO)为主要材料制成的金属氧化物半导体陶瓷元件，其电阻值可随端电压的不同而变化。压敏电阻器的工作
删除部分
过脉冲电流的最大值，其中，脉冲电流从90%VP到VP得时间为8μs，峰值持续时间为20μs)指标可达100A~20KA，漏电流小(低于几至几十微安)，工作稳定可靠。其电阻温度系数小于0.05%/℃。
压敏电阻器伏安特性具有对称性，在正、反向伏安特性中能起到稳压作用，元件本身没有极性，因为它还可作为小电流(小于1mA)的双向限幅器或稳
删除部分
伏安特
性I
-V 1m A
V 1m A
（a ）压敏电阻器V
V
C OM
（b ）电压档保护电路
图2-2压敏电阻及其保护电路图
2.3过零检测电路
2.3.1过零比较器
删除部分
图2-3 电压从运放的反相端输入的过零比较器及输入——输出曲线
输入信号i V 由负值变为正值，在过零处，输出电压o V 的极性发生变化，
删除部分
特性称为下行特性。
而若如图2-4(a)所示信号电压i V 从运放的同相端输入，反相端接地，这时电路的输入——输出特性曲线如图2-4(b)所示。信号电压i V 由负值变为正值，
·
删除部分
2.3.2过零检测电路原理图
删除部分
管截止，三极管集电极通过上拉电阻R
4
，形成高电平。这样通过三极管的反复导通、截止，在过零检测端口D点形成100Hz脉冲波形(如图2-8)，其中，
删除部分
2.4电压信号采样
2.4.1分压衰减电路
电压输入电路如图2-9所示。该电路是以5V作为基本量程，共设为5个挡：
5V、50V、100V、250V、500V。图中，5个电阻R
1~R
5
为分压电阻。均采
删除部分
再计算500V 挡的电阻值时，由于当输入满量程500V 时，输出为5V ，故减少100倍，也就是分压衰减系数为0.01，R 01.0R 5总==10K
删除部分
同理可以算出量程为250V 档的电阻值4R ，由于当输入满量程250V 时，输出为5V ，故减少50倍，也就是衰减系数为0.02，那么，
544101
501000R R R R ++==总，410R K =Ω。
删除部分
2.4.2直流电压测量部分
若检测到得电压信号是直流，则经过衰减后的电压就可以直接送到放大电路中，再送给A/D 转换后送入单片机处理和显示。 2.4.3交流电压测量部分
在电流或者电压的测量中，经常遇见测量的并不是直流，而是交流。此时，绝对不能把交流信号直接输入到数字电压表中去，必须先要把被测的交流信号变成直流信号以后，才可以输入到数字电压表去进行测量。
交流电压的测量电路采用平均值的AC/DC 转换电路，5个交流电压的量程
删除部分
电压p V ，测量交流电压时仍借用直流电压档的分压器。利用低漂移双运放IC 1(1/2TL062)组成平均值响应的线性半波整流电路。这种电路可避免二极管在小信号整流时引起的非线性误差，使输入电压V IN(RMS)与输出电压
基于单片机的智能电压表设计
科技学院毕业设计（学士） 1 学科分类号：_ _08_______ 科技学院 本科生毕业设计 题目：基于单片机的智能电压表设计专业年级：电子信息工程
科技学院毕业设计（学士）基于单片机的智能电压表设计 摘要：设计一种基于STC89C52单片机的智能数字电压表。分析了电压测量原理，设计了硬件电路和软件。主要通过STC89C52，AD574模数转换，模拟开关，LM324放大电路来实现量程自动转换，来实现电压表的功能。该表测量电压范围0~500v，输入阻抗大于22M，分辨率为12位。能自动完成量程选择，零点/满量程校正的直流电压表，仅使用两次按键，使用非常方便。数据由数码管显示。 关键词：电压测量；自动换挡；AD574；STC89C52 I
科技学院毕业设计（学士） Microcontroller-based smart voltmeter Abstract:Design AT89C52intelligent digital voltmeter.V oltage measurement principles, the design of hardware and software.On AT89C52Application of AD574 analog to digital conversion,analog switches,the LM324amplifier circuit to achieve the automatic range conversion,to achieve the function of the voltmeter.The meter to measure the voltage range of 0~500v,input impedance is greater than22M,with a resolution of12.Can automatically complete the range selection,zero /full scale calibrated DC voltmeter,use only two buttons,very easy to use.Data by the digital display. Keywords:voltage measurement;automatic shift;Application of AD574; STC89C52 II
数字电压表设计
电子线路硬件课程设计总结报告 课题：数字电压表设计 班级： 作者： 学号： 指导老师：
摘要 一个测试结果稳定、准确的数字电压表，既能减少了使用者的工作量，又提高了测量的精准度，而且人为误差被大大减小，方便与电路打交道的人快速有效的完成自己的工作。 本项目设计并实现了一个能够对0-200V范围的直流电压进行测量的数字电压表，测量分为4挡：200mV、2V、20V和200V，手动控制档位选择，显示部分小数点自动实现切换。项目基于AT89C51单片机，拓展AD转换、显示部分。不同档位的待测电压通过不同档位的衰减电路后变为0-200mV，再通过一个OPA336一致放大到0-2V送入AD的输入端，然后通过芯片AT89C51内的程序控制AD转换并输出。不同档位的电压信号又不同的程序控制输出到数码管显示。 整个电路连线简单易于实现，而且成本很低，测出的电压精度也足够满足需求。 关键字：数字电压表； AT89C51单片机；易于实现
Abstract A digital voltmeter which is stable and accurate can not only reduce the work of the user, but also free off the error produced by using wrong. It is convenient to people who work with the circuit. This voltmeter is designed to measure a voltage between 0 to 200. It’s divided into four gears as 200 millivolt, 2 volt, 20volt, and 200volt. Gears changing is worked by hang. The project is base on the chip AT89C51 of one-chip computer. An analog to digital converter, a display section, and a voltage attenuation are attached to the chip and they make up the design. The voltage of different gears are changed into 0-200 millivolt. Then they are sent to an OPA336, and it’s output is 0-2 volt. The output is sent to the analog to digital converter.Then the chip control the analog to digital converter’s output to the displaying section. The whole circuit is easy. And although it’s cost is very low, the accuracy of the outcome is fine. key words: digital voltmeter, one-chip computer, AT89C51
多功能数字电压表课程设计
1.设计主要内容及要求； 设计一个多功能数字电压表。 要求：1）硬件电路设计，包括原理图和PCB板图。 2）数字电压表软件设计。 3）要求能够测量并显示直流电压、交流电压，测量范围0.002V---2V。 2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求； （1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。 （2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。 （3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。 （4）. 课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。 3.时间进度安排；
中文摘要 随着微型计算机及微电子技术在测试领域中的广泛应用，仪器仪表在测量原理、准确度、灵敏度、可靠性、多种功能及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，逐步形成了完全突破传统概念的新一代仪器——智能仪器。智能化是现代仪器仪表的发展趋势，许多嵌入式系统、电子技术和现场总线领域的新技术被应用于智能仪器仪表的设计，尤其是嵌入式系统的许多新的理念极大地促进了智能仪器仪表技术的发展。 今年来，随着大规模集成电路的发展，有单片A/D转换器构成的数字电压表获得了迅速普及和广泛应用，它是目前在电子测量及维修工作中最常用、最得力的一种工具类数字仪表。数字电压表具有很高的性价比，其主要优点是准确度高、分辨力强测试功能完善、测量速率快、显示直观。 测试仪器的智能化已是现代仪器仪表发展的主流方向。因此学习智能仪器的工作原理、掌握新技术和设计方法无疑是十分重要的。 关键词智能，数字，电压表，仪器仪表
简易数字电压表的设计
一、简易数字电压表的设计 l．功能要求 简易数字电压表可以测量0～5V的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。测量最小分辨率为0.019 V，测量误差约为土0.02V。 2．方案论证 按系统功能实现要求，决定控制系统采用A T89C52单片机，A／D转换采用ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行8路其它A／D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。数字电压表系统设计方案框图如图1-1。 图1-1 数字电压表系统设计方案 3．系统硬件电路的设计 简易数字电压测量电路由A／D转换、数据处理及显示控制等组成，电路原理图如图1-2所示。A／D转换由集成电路0809完成。0809具有8路模拟输人端口，地址线(23～25脚)可决定对哪一路模拟输入作A／D转换，22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存，6脚为测试控制，当输入一个2us宽高电平脉冲时，就开始A／D 转换，7脚为A／D转换结束标志，当A／D转换结束时，7脚输出高电平，9脚为A／D 转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平时，A／D转换数据从该端口输出，10脚为0809的时钟输入端，利用单片机30脚的六分频晶振频率再通过14024二分频得到1 MHz 时钟。单片机的P1、P3.0～P3.3端口作为四位LED数码管显示控制。P3.5端口用作单路显示／循环显示转换按钮，P3.6端口用作单路显示时选择通道。P0端口作A／D转换数据读入用，P2端口用作0809的A／D转换控制。 4．系统程序的设计 （1）初始化程序 系统上电时，初始化程序将70H～77H内存单元清0，P2口置0。 （2）主程序 在刚上电时，系统默认为循环显示8个通道的电压值状态。当进行一次测量后，将
简易数字电压表
单片机课程设计报告 简易数字电压表 一、设计任务与要求 1.电压表的测量范围为0-5V; 2.测量精度约为20mV。 二、方案设计与论证 方案一： 选择MC14433A/D转换器、CD4511等元器件设计电路： 方案二： 用单片机设计电路：
设计采用STC89C52单片机、A/D转换器ADC0809和共阴数码管为主要硬件，分析了数字电压表Proteus软件仿真电路设计及编程方法。将单片机应用于测量技术中，采用ADC0809将模拟信号转化为数字信号，用STC89C52实现数据的处理。通过数码管以扫描的方式完成显示。 方案比较： 方案1：3为半双积分式A/D转换器MC14433转换精度为读数的±0.05%±1字，并能很方便地判断出是否超欠量程，以便于量程的自动切换功能的实现，其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。具有输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能。缺点是工作速度低，且外围电路需配基准电源，短译码驱动器和位驱动器，电路较复杂。 方案2：设计电路简单。易于控制，且性能稳定；单调试过程需要一定的编程基础，可利用Proteus软件仿真电路设计和调试。Proteus软件是一种电路分析和实物模拟仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以进行仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路，是集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能强大，具有系统资源丰富、硬件投入少、形象直观等优点，因此可用此软件方便调试电路。 经过以上两种方案的特点比较，方案二中的电路设计采用比较常见的元器件，对这种方案有一定的专业基础，故采用第二种方案。 三、单元电路设计与参数计算 1 A/D转换模块
数字电压表的设计实验报告
课程设计 ——基于51数字电压表设计 物理与电子信息学院 电子信息工程 1、课程设计要求 使用单片机AT89C52和ADC0832设计一个数字电压表，能够测量0－5V之间的直流电压值，两位数码显示。在单片机的作用下，能监测两路的输入电压值，用8位串行A/D转换器，8位分辨率，逐次逼近型，基准电压为 5V；能用两位LED进行轮流显示或单路选择显示，显示精度0.1伏。 2、硬件单元电路设计 AT89S52单片机简介 AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存
储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS -51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 ADC0832模数转换器简介 ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832 可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。 图1 芯片接口说明： 〃 CS_ 片选使能，低电平芯片使能。 〃 CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。
简易数字电压表的设计
一、设计题目：简易数字电压表的设计 二、设计目的 自动化专业的专业实践课程。本课程的任务是使学生通过“简易数字电压表的设计”的设计过程，综合所学课程，掌握目前自动化仪表的一般设计要求，工程设计方法，开发及设计工具的使用方法，通过这一设计实践过程，锻炼学生的动手能力和分析，解决问题的能力；积累经验，培养按部就班，一丝不苟的工作个对所学知识的综合应用能力。 三、设计任务及要求 设计电压表并实现简单测量。具有以下基本功能： ⑴可以测量0~5V的8路输入电压值； ⑵可在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示； ⑶测量最小分辨率为0.019V； ⑷.测量误差约为±0.02V； ⑸带有一定的扩展功能； 目录 第一章摘要 (4) 第二章智能仪表目前的发展状况 (4) 第三章设计目的 (6) 第四章设计要求 (6) 第五章设计方案与比较论证 (6) 5.1 单片机电路设计 (6) 5.2 电源方案 (8) 5.3 显示方案 (9) 5.4 A/D采样方案 (10) 5.5串口通讯方案 (12) 5.7 高压，短路报警 (14) 5.8 键盘 (14) 第六章方案设计 (15) 6.1 硬件设计 (15)
6.2 软件设计 (16) 第七章性能测试 (18) 电压测试 (18) 第八章结果分析 (19) 第九章设计体会 (19) 参考文献 (20) 附录 (20) 元器件清单 (20) 程序清单 (20) 第一章摘要 本报告介绍了基于AT89S52单片机为核心的、以AD0809数模转换芯片采样、以1602液晶屏显示的具有电压测量功能的具有一定精度的数字电压表。在实现基础功能要求之上扩展了串口通讯、时钟功能、高压报警、短路测试、电阻测量、交流电压峰峰值和周期测试等功能，使系统达到了良好的设计效果和要求。 关键词：AT89S52单片机模数转换液晶显示扩展功能 ABSTRACT：The report describes the AT89S52 based on the microcontroller as the core, AD0809 digital-to-analog converter chip sampling, to 1602 LCD display with voltage measurement function with a certain precision of digital voltage meter. In achieving functional requirements based upon the expansion of serial communications, high-pressure alarm, short circuit, electrical resistivity measurement, AC voltage and the peak of cycle testing and other functions, allowing the system to achieve good results and the design requirements. Keywords : AT89S52 SCM analog-to-digital conversion functions LCD expansion 第二章智能仪表目前发展状况 在自动化控制系统中，仪器仪表作为其构成元素，它的技术进展是跟随控制系统技术的发展的。常规的自动化仪器仪表适应常规控制系统的要求，它们以经典控制理论和现代控制理论为基础，以控制对象的数学模型为依据。当今，控制理论已发展到智能控制的新阶段，自动化仪器仪表的智能化就成为必然和必须。本文将就自动化仪器仪表的智能化的状况与进展，以及当今对智能仪器仪表研究、开发热点做概要的分析与表述。作者建议人们关注自动化仪器仪表智能化技术的进展，关注仪器仪表装置
设计制作一个简易数字电压表.doc
设计制作一个简易数字电压表 目录 一、设计要求................................................................................................ 错误！未定义书签。 二、设计方案、电路图和工作原理............................................................ 错误！未定义书签。 三、软件仿真................................................................................................ 错误！未定义书签。 四、PCB设计............................................................................................... 错误！未定义书签。 五、元器件清单表........................................................................................ 错误！未定义书签。 五、焊接和调试............................................................................................ 错误！未定义书签。 六、过程照片................................................................................................ 错误！未定义书签。 七、总结、心得及其他................................................................................ 错误！未定义书签。 八、指导老师评定........................................................................................ 错误！未定义书签。 目录 二．课程设计任务与要求 2.1 设计目的 2.2 设计要求 三．设计思路 3.1 方案选择 3.2 系统框图 四．课程设计框图及工作原理 4.1 工作原理 4.2 ICL7107的工作原理
基于单片机的数字电压表设计
引言 数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本论文重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。
1 实训要求 （1）基本要求： ①实现8路直流电压检测 ②测量电压范围0-5V ③显示指定电压通道和电压值 ④用按键切换显示通道 （2）发挥要求 ①测量电压范围为0-25V ②循环显示8路电压 2 实训目的 （1）进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理； （2）掌握单片机的借口技术及，ADC0809芯片的特性，控制方法； （3）通过这次实训设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术；（4）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计的方法和调试技术。 3 实训意义 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使自身了解开发单片机应用系统的全过程，强化巩固所学知识，为以后的学习和工作打下基础。 4 总体实训方案 测量一个0——5V的直流电压，通过输入电路把信号送给AD0809，转换为数字信号再送至89s52单片机，通过其P1口经数码管显示出测量值。 4.1 结构框图 如图1—1所示 图1—1
基于LABVIEW的数字电压表的设计
学号 XX 虚拟仪器 学生姓名XX 专业班级XX
基于LABVIEW的数字电压表的设计 一、设计目的 1．掌握数字电压表的基本原理和方法。 2．基于LabView设计数字电压表并实现。 二、设计原理 电压是电路中常用的电信号，通过电压测量，利用基本公式可以导出其他的参数。因此，电压测量是其他许多电参数和非电参数量的基础。测量电压相当普及的一种测量仪表就是电压表，但常用的是模拟电压表。模拟电压表根据检波方式的不同。分为峰值电压表、均值电压表和平均值电压表，它们都各自做成独立的仪表。这样，使用模拟电压表进行交流电压测量时，必须根据测量要求选择仪表。另外，多数电压表的表头是按正弦交流有效值刻度的，而测量非正弦波时，必须经过换算才能得到正确的测量结果，从而给实际工作带来不便。 采用虚拟电压表，可将表征交流电压特征的峰值、平均值和有效值集中显示在一块面板上，测量时可根据波形在面板上选择仪表，用户仅通过面板指示值就能对测量结果进行分析比较，大大简化了测量步骤。 三、设计思路 LabVIEw 8.5版本的工程技术比以往任何一个版本都丰富.它采用了英文界面，各个控件的功能一目了然。利用它全新的用户界面对象和功能，能开发出专业化、可完全自定义的前面板。LabVIEW 8.2对数学、信号处理和分析也进行了重大的补充和完善，信号处理分析和数学具有更为全面和强大的库，其中包括500多个函数。所以在LabVIEW 8.5版本下能够更方便地实现虚拟电压表的设计。 该电压表主要用于电路分析和模拟电子技术等实验课的教学和测量仪器，能够让使用者了解和掌握电压的测量和电压表对各种波形的不同响应。因此，虚拟电压表应具备电源开关控制、波形选择，以及显示峰值、有效值和平均值三种结果，且输入信号的大小可调节等功能。所以，用软件虚拟了一个信号发生器。该信号发生器可产生正弦波、方波和三角波，还可以输入公式，产生任意波形。根据需要，可调节面板上的控件来改变信号的频率和幅度等可调参数，然后检测电压表的运行情况。因此，在LabVIEW图形语言环境下设计的虚拟电压表主要分为
基于51单片机制作的数字电压表
基于51单片机数字电压表的设计 基于51单片机数字电压表的设计 摘要：本文介绍了基于STC89C52单片机为核心的，以AD0809数模转换芯片作为采样，以四位八段数码管作为显示的具有测量功能的具有一定精度的数字电压表。在实现基础功能的情况下，另外还可以扩展串行口通信，时钟，等其他一系列功能，使系统达到了良好的设计效果和要求。本课题主要解决A/D转换，数据处理及显示控制等三个模块。 关键词：STC89C52；数字电压表；模数转换；数字信号
Abstract：This paper introduces STC89C52 SCM as the core based on AD0809 analog-to-digital conversion chip, as sampled to four seven segment digital tube as display with certain with measuring function of digital voltmeter accuracy. The basic function in realizing circumstance, also can expand serial port communication, clock, and other series of function, make the system to achieve a good design effect and requirements.This subject mainly to solve AD, data processing and display control three modules. Key words: Digital voltmeter; Frequency-field; Digital signal 本设计在分析研究和总结了单片机技术的发展历史及趋势的基础上，以使用可靠，经济，精度高等设计原则为目标，设计出基于单片机的数字测量电压表。单片机有着微处理所具备的功能，它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。 单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可用软件控制来实现，并能够实现智能化。由于单片机具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品，家用电器，智能化仪器仪表，过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。 1 系统构成 该电压表的测量电路主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理模块及显示控制模块。A/D转换主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处理模块。数据处理则由芯片STC89C51来完成，其负责把ADC0809传送来的数字量，经一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；另外它还控制着ADC0809芯片的工作。显示模块主要由7段数码管显示测量到的电压值 系统构成框图 2 系统硬件设计 2.1 电源电路原理 由于本系统的主控芯片是单片机，所以应提供五伏的恒流源作为单片机的基准电压。主要原理是用变压器将220V交流电压进行变压，然后经过电桥整流，将交流电变为直流电源，经过稳压管稳压，得到稳定的5V电源供单片机使用。 电桥由整流二极管1N4007所搭建的电
数字电压表的设计与制作
毕业设计（论文） 题目：数字电压表的设计与制作年级专业：电气自动化14321班 学生姓名：秦小钧 指导教师：杨海蓉
2016年 10 月 13 日 毕业设计任务书 毕业设计题目：数字电压表的设计与制作 题目类型工程设计题目来源学生自选题 毕业设计时间从 2016/09/25 至 2016/10/13 1.毕业设计内容要求： 采用AT89S52作MCU，ADC0809（或其他芯片）进行AD转换，测量电压的范围为直流0-5V 电压，四位数码管显示。 2.主要参考资料 [1]万福君，潘松峰.单片微机原理系统设计与应用[M],中国科学技术大学出版社,01年8月第2版 [2]周责魁. 控制仪表与计算机控制装置[M] ,化学工业出版社,02年9月第1版 [3]李青. 电路与电子技术基础[L] ,浙江科学技术出版社,05年2月第1版 [4]陈乐. 过程控制与仪表[M], 中国计量学院出版社,07年3月 [5]孙育才. 新型AT89S52系列单片机及其应用[M] ，清华大学出版社,05年5月第1版3.毕业设计进度安排
摘要 本设计由A/D转换、数据处理及显示控制等组成，测量0～5V范围内的输入电压值，由4位共阳8段数码管扫描显示，最大分辨率0.1V，误差±0.05V。数字电压表的核心为AT89S52单片机和ADC0832 A/D转换集成芯片。 关键词：数字电压表；单片机；AT89S52； ADC0832
第一章设计方案的选择 1.1功能要求及设计目标 采用AT89S52作MCU，ADC0809（或其他芯片）进行AD转换，测量电压的范围为直流0-5V电压，四位数码管显示。(设计并制作出实物为优）. 1.2 系统设计方案 AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器 AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。 AT89S5与AT89c52相比，前者的性能比后者高，所以本设计采用AT89S52芯片。 数模转换芯片：
基于51单片机的数字电压表设计
目录 摘要........................................................................ I 1 绪论. (1) 1.1数字电压表介绍 (1) 1.2仿真软件介绍 (1) 1.3 本次设计要求 (2) 2 单片机和AD相关知识 (3) 2.1 51单片机相关知识 (3) 2.2 AD转换器相关知识 (4) 3 数字电压表系统设计 (5) 3.1系统设计框图 (5) 3.2 单片机电路 (5) 3.3 ADC采样电路 (6) 3.4显示电路 (6) 3.5供电电路和参考电压 (7) 3.6 数字电压表系统电路原理图 (7) 4 软件设计 (8) 4.1 系统总流程图 (8) 4.2 程序代码 (8) 5 数字电压表电路仿真 (15) 5.1 仿真总图 (15) 5.2 仿真结果显示 (15) 6 系统优缺点分析 (16) 7 心得体会 (17) 参考文献 (18)
1 绪论 1.1数字电压表介绍 数字电压表简称DVM，数字电压表基本原理是将输入的模拟电压信号转化为数字信号，再进行输出显示。而A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号量转化为离散的数字信号，器基本结构是由采样保持，量化，编码等几部分组成。因此AD转换是此次设计的核心元件。输入的模拟量经过AD转换器转换，再由驱动器驱动显示器输出，便得到测量的数字电压。 本次自己的设计作品从各个角度分析了AD转换器组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及原理，并且分析了数模转换进而使系统运行起来的原理及方法。通过自己的实践提高了动手能力，也只有亲历亲为才能收获掌握到液晶学过的知识。其实也为建立节约成本的意识有些帮助。本次设计同时也牵涉到了几个问题：精度、位数、速度、还有功耗等不足之处，这些都是要慎重考虑的，这些也是在本次设计中的收获。 1.2仿真软件介绍 Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows 操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是: (1)现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 (2)支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、 A VR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。 (3)提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。 (4)具有强大的原理图绘制功能。 可以仿真51系列、A VR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的
数字电压表的设计毕业设计论文
田唯迪：数字电压表的设计 华东交通大学理工学院 Institute of Technology. East China Jiao tong University 毕业设计 Graduation Design （2011 —2015 年） 题目数字电压表的设计 分院：电气与信息工程分院 专业：工程及其自动化 班级：电力2011-1 学号： 学生姓名：田唯迪 指导教师： 起讫日期：2015-01-01—2015-05-10
华东交通大学理工学院毕业设计 摘要 在电子应用领域，工业自动化仪表已经有了非常广泛的应用。本文设计的数字电压表以AT89C51单片机为主要控制器件，利用ADC0808把模拟信号转换为数字信号并加以显示的电路。它的设计主要包括硬件电路和系统程序两部分设计。硬件电路主要是单片机最小设计模块、A/D转换模块和显示模块的设计，系统程序设计则是通过AT89C51单片机先将系统初始化，通过ADC0808转换芯片把模拟量转换成数字量，最后通过数码管显示数据。设计的数字电压表的测量范围为200mv—10v，对直流电压进行测量。该电路功能强大，有报警系统，可控制测量范围，数码管显示精度高，可扩展性强等优点。 数字电压表的应用在很多领域，有非常好的应用前景。对数字电压表进行研究很有必要性。这对我们研究单片机技术是很有帮助的。 关键词：AT89C51；ADC0808；电压测量；A/D转换 1
田唯迪：数字电压表的设计 Abstract In electronic applications, industrial automation instruments have a very wide range of applications. This design of a digital voltmeter to AT89C51 microcontroller as the main control device, use it ADC0808 analog signals into digital signals and display them circuit. Its design includes hardware and system design program in two parts. The hardware circuit design module is the smallest single-chip design A / D converter module and display module, system programming is through the first AT89C51 SCM system initialization, by ADC0808 converter chip to convert analog to digital, and finally through a digital display data. Measuring range designed digital voltmeter is 200mv-10v, DC voltage measurement. The circuit is powerful, alarm system, control measuring range, digital display and high precision, scalability and other advantages.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 Application of digital voltmeter in many areas, there is a very good prospect. Conduct research on the digital voltmeter very necessity. This single-chip technology for our study is helpful.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 Key words: T89C52; ADC0808; V oltage measurement；A/D converter 2
基于LABVIEW的数字电压表的设计
学号ＸX 虚拟仪器 学生姓名XX 专业班级XX
基于LABVＩEＷ的数字电压表的设计 一、设计目的 １.掌握数字电压表的基本原理和方法。 ２.基于LａｂＶiew设计数字电压表并实现。 二、设计原理 电压是电路中常用的电信号，通过电压测量，利用基本公式可以导出其他的参数。因此，电压测量是其他许多电参数和非电参数量的基础。测量电压相当普及的一种测量仪表就是电压表,但常用的是模拟电压表。模拟电压表根据检波方式的不同。分为峰值电压表、均值电压表和平均值电压表，它们都各自做成独立的仪表。这样，使用模拟电压表进行交流电压测量时,必须根据测量要求选择仪表。另外，多数电压表的表头是按正弦交流有效值刻度的，而测量非正弦波时，必须经过换算才能得到正确的测量结果，从而给实际工作带来不便。 采用虚拟电压表，可将表征交流电压特征的峰值、平均值和有效值集中显示在一块面板上，测量时可根据波形在面板上选择仪表，用户仅通过面板指示值就能对测量结果进行分析比较,大大简化了测量步骤。 三、设计思路 LabVIEw ８.5版本的工程技术比以往任何一个版本都丰富.它采用了英文界面，各个控件的功能一目了然。利用它全新的用户界面对象和功能，能开发出专业化、可完全自定义的前面板。ＬabVIEW 8.2对数学、信号处理和分析也进行了重大的补充和完善,信号处理分析和数学具有更为全面和强大的库，其中包括５00多个函数。所以在LａｂＶIEW ８.5版本下能够更方便地实现虚拟电压表的设计。 该电压表主要用于电路分析和模拟电子技术等实验课的教学和测量仪器,能够让使用者了解和掌握电压的测量和电压表对各种波形的不同响应。因此,虚拟电压表应具备电源开关控制、波形选择，以及显示峰值、有效值和平均值三种结果,且输入信号的大小可调节等功能。所以,用软件虚拟了一个信号发生器。该信号发生器可产生正弦波、方波和三角波，还可以输入公式,产生任意波形。根据需要,可调节面板上的控件来改变信号的频率和幅度等可调参数，然后检测电压表
数字电压表原理
第十章数字电压表 第二节单片A/D转换器产品分类 A/D转换器是数字电压表、数字多用表及测试系统的“心脏”。 A/D 转换器大致可分成五大类； ①单片A/D转换器； ②单片DMM专用IC（内含A/D 转换器）； ③多重显示仪表专用IC； ④专供数字仪表使用的特制IC（ASIC）； ⑤其他通用型A/D转换器，这种芯片仅完成模／数转换，不能直接配数字仪表。 一、单片A/D转换器 单片A/D转换器：采用CMOS工艺将DVM的基本电路（含模拟电路与数字电路）集成在同一芯片上，配以LCD或LED数显器件后能显示A/D 转换结果的集成电路。 按显示位数划分，单片A/D转换器主要有4种：3?位、3?位、4?位、5?位。若按智能化程度来区分，又分纯硬件、带μP的两种。 第三节3?位LCD显示数字电压表 ICL7106是目前广泛应用的一种3?位A/D转换器，能构成3?位液晶显示的数字电压表。 一、ICL7106的工作原理 1. ICL7106的性能特点 （1）＋7V～＋15V单电源供电，可选9V叠层电池，有助于实现仪表的小型化。低功耗（约16mW），一节9V叠层电池能连续工作200小时或间断使用半年左右。 （2）输入阻抗高（1010Ω）。内设时钟电路、＋2.8V基准电压源、异或门输出电路，能直接驱动3?位LCD显示器。 （3）属于双积分式A/D转换器，A/D转换准确度达±0.05％，转换速率通常选2次／秒～5次／秒。具有自动调零、自动判定极性等功能。通过对芯片的功能检查，可迅速判定其质量好坏。 （4）外围电路简单，仅需配5只电阻、5只电容和LCD显示器，即可构成一块DVM。其抗干扰能力强，可靠性高。 3.ICL7106的工作原理 ICL7106内部包括模拟电路和数字电路两大部分，二者是互相联系的。一方面由控制逻辑产生控制信号，按规定时序将多路模拟开关接通或断开，保证A/D 转换正常进行；另一方面模拟电路中的比较器输出信号又控制着数字电路的工作状态和显示结果。下面介绍各部分的工作原理。 （1）模拟电路 模拟电路由双积分式A/D转换器构成。主要包括2.8V基准电压源（E0）、缓冲器（A1）、积分器（A2）、比较器（A3）和模拟开关等组成。缓冲器A4专门用来提高COM端带负载的能力，可谓设计数字多用表的电阻挡、二极管挡和h FE挡提供便利条件。这种转换器具有转换准确度高、抗串模干扰能力强、电路简单、成本低等优点，适合做低速模／数转换。每个转换周期分三个阶段进行：自动调零（AZ）、正向积分（INT）、反向积分（DE），并按照AZ→INT→DE→AZ…的顺序进行循环。令计数脉冲的周期为T CP，每个测量周期共需4000T CP。其中，正向积分时间固定不变，T1＝1000T CP。仪表显示值
ADC0832的数字电压表设计说明
目录 1.引言 (1) 2.方案设计 (1) 2.1设计要求 (1) 2.2设计方案 (1) 3.硬件设计 (2) 3.1单片机最小系统 (2) 3.2显示驱动部分 (2) 3.3转换电路 (3) 3.4单片机驱动部分 (3) 4.软件设计 (4) 4.1软件流程 (4) 4.2子程序模板 (5) 5实验结果与讨论 (5) 5.1实验仿真 (5) 5.2结果讨论 (5) 6心得体会 (6) 7参考文献 (13) 8附录 8.1程序 (7) 8.2 原理图 (7)
1.引言 随着片机技术的飞速发展，，现代的电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发肢和社会信息化程度的提商，人们为了寻求最好的科技，为了方便人类在使用科技产品的快速性，准确性。例如数字电压表能够准确的，快速的量出电压。 利用ADC0832和AT89C52的结合再通过LCD来显示出来。 ADC0832是一个8位D/A转换器。单电源供电，从+5V～+15V均可正常工作。基准电压的围为±10V；电流建立时间为1μS；CMOS工艺，低功耗20mW。ADC0832转换器芯片为20引脚，双列直插式封装。该转换器由输入寄存器和DAC寄存器构成两级数据输入锁存。使用时数据输入可以采用两级锁存（双锁存）形式，或单级锁存（一级锁存，一级直通）形式，或直接输入（两级直通）形式。 2.方案设计 2.1设计要求 按系统要实现功能，设计必须达到以下的几个步骤的要求 （1）主电路系统是由ADC0832，单片机AT89C52和LCD显示屏组成。 （2）ADC0832是模拟数字转换芯片，是将外侧电压信号转换成数字信号 再通过AT89C52处理，再通过LCD显示出来 （3）能测量0-5V的数字电压 （4）测量误差不大于0.1V 2.2设计方案 2.1.1单片机的选择 本设计选用单片机AT89C52它是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，足够本设计之用，高性能CMOS8位微处理器该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容,功能强大、使用方便的AT80C52单片机适用于许多较为复杂的应用场合。 2.1.2总体设计及系统原理 数字电压表的整体设计比较简单，包括单片机,ADC0832的芯片和LCD的显示电路组成。先通过ADC0832芯片将外侧电压信号转换成数字信号，再通过由AT89C52组成的电路处理转换成相应的实际电压，再通过LCD显示电路显示出来。